Javascript je aktuálně ve vašem prohlížeči vypnutý. Některé funkce tohoto webu nebudou fungovat, když je javascript vypnutý.
Zaregistrujte se se svými konkrétními údaji a konkrétním lékem, o který máte zájem, a my vám poskytnuté informace spojíme s články v naší rozsáhlé databázi a obratem vám zašleme kopii PDF e-mailem.
Tafere Mulaw Belete Ústav farmakologie, Fakulta lékařství a zdravotnických věd, Univerzita Gondar, Gondar, Etiopie Korespondence: Tafere Mulaw Belete Tel +251 918045943Email [email protected] Abstrakt: Malárie je hlavní globální zdravotní problém, který každoročně způsobuje významnou úmrtnost a nemocnost Možnosti léčby jsou vzácné a jsou značně zpochybněny výskytem rezistentních kmenů parazitů, které představují významnou překážku pro kontrolu malárie. Aby se zabránilo potenciálním mimořádným událostem v oblasti veřejného zdraví, nová antimalarická léčiva s jednorázovou terapií, širokým terapeutickým potenciálem a novými mechanismy účinku jsou naléhavě potřebné. Vývoj antimalarických léků může sledovat různé přístupy, od modifikace stávajících léků až po návrh nových léků zaměřených na nové cíle. Moderní pokroky v biologii parazitů a dostupnost různých genomických technologií poskytují širokou škálu nových cílů pro vývoj nových terapeutik. Několik slibných targety pro lékovou intervenci byly odhaleny v posledních letech. Tento přehled se proto zaměřuje na nejnovější vědecké a technologické pokroky v objevu a vývoji nových antimalarických léků. Mezi nejzajímavější antimalarické cílové proteiny, které byly dosud studovány, patří proteázy, proteinkinázy, plasmodium inhibitory transportéru, inhibitory aquaporinu 3, inhibitory transportu cholinu, inhibitory dihydroorotátdehydrogenázy, inhibitor biosyntézy pentadienu, inhibitor farnesyltransferázy a enzymy zapojené do metabolismu lipidů a replikace DNA.Tento přehled shrnuje nové molekulární cíle pro vývoj antimalarických léků a jejich inhibitorů.Klíčová slova: léková rezistence , nové cíle, antimalarika, způsob účinku, parazit malárie
Malárie je zničující parazitární infekční onemocnění, zejména v subsaharské Africe, části Asie a Jižní Ameriky. Navzdory několika snahám je dnes jednou z hlavních příčin nemocnosti a úmrtnosti především u těhotných žen a dětí. Podle World Health Zpráva Organizace (WHO) z roku 2018 uvádí celosvětově 228 milionů případů malárie a 405 000 úmrtí. Téměř polovina světové populace je ohrožena malárií, přičemž většina případů (93 %) a úmrtí (94 %) se vyskytuje v Africe. 125 milionů těhotných žen je každý rok ohroženo malárií a 272 000 dětí mladších 5 let na malárii umírá.1 Malárie je také příčinou chudoby a hlavní překážkou hospodářského rozvoje, zejména v Africe.2 Pět identifikovaných druhů Plasmodium, které způsobuje malárii u lidí, jsou P. vivax, P. knowlesi, P. ovale, P. malaria a P. falciparum. Z nich je Plasmodium falciparum nejsmrtelnějším a nejrozšířenějším druhem Plasmodium.3
Při absenci účinné vakcíny zůstává terapeutické použití antimalarických léků jediným způsobem, jak zvládat a předcházet onemocnění malárie. Několik studií ukázalo, že účinnost většiny antimalarických léků je ohrožena mimořádnými událostmi u plazmodium spp. bylo hlášeno u téměř všech dostupných antimalarických léků, což posílilo vývoj nových antimalarických léků proti existujícím ověřeným cílům a hledání Gametofytické stadium přenosu může také působit na asexuální proliferaci v erytrocytech, zejména u rezistentních druhů parazitů.6 Několik enzymů, iont kanály, transportéry, interagující molekuly Invaze červených krvinek (RBC) a molekuly odpovědné za oxidační stres parazitů, metabolismus lipidů a degradaci hemoglobinu jsou klíčem k vývoji nových antimalarických léků proti rychle mutující malárii Slibné nové cíle pro prvoky.7
Potenciál nových antimalarických léků se posuzuje podle několika požadavků: nový způsob účinku, žádná zkřížená rezistence se současnými antimalariky, léčba jednou dávkou, účinnost jak proti asexuálnímu krevnímu stadiu, tak proti gametocytům odpovědným za přenos. antimalarika by měla být účinná při prevenci infekce (chemoprotektiva) a čištění jater od hypnotik P. vivax (látky proti relapsu).8
Tradiční objevování léků se řídí řadou přístupů k identifikaci nového antimalarika v boji proti malárii. Jedná se o optimalizaci současných léčebných režimů a formulací, modifikaci stávajících antimalarických léků, screening přírodních produktů, izolaci látek rezistentních na zvrácení rezistence, využívání kombinovaných chemoterapeutických přístupů a vývoj léků. pro jiné použití.8,9
Kromě tradičních metod objevování léků používaných k identifikaci nových antimalarických léků se znalost biologie a genomu buněk Plasmodium ukázala jako mocný nástroj pro odhalování mechanismů lékové rezistence a má potenciál navrhovat léky s vysokou antimalarickou a antimalarickou aktivitou.Velký potenciál pro nové léky. Boj proti potenciálu přerušení přenosu malárie jednou provždy.10 Genetický screening Plasmodium falciparum identifikoval 2680 genů důležitých pro růst asexuální krevní fáze, a tím identifikoval klíčové buněčné procesy, které jsou kritické pro vývoj nových léků.10,11 Nové léky by měly: (i) řešit rezistenci na léky, (ii) působit rychle, (iii) být bezpečné, zejména u dětí a těhotných žen, a (iv) vyléčit malárii v jedné dávce.12 Úkolem je najít lék, který by řešil všechny tyto vlastnosti. Účelem této recenze je poskytnout představu o nových cílech pro léčbu parazitů malárie, které studuje několik společností, aby čtenáři mohli být informováni o předchozí práci.
V současné době se většina antimalarických léků zaměřuje na asexuální stadium infekce malárie, které způsobuje symptomatické onemocnění. Pre-erytrocytární (jaterní) stadium zůstává neatraktivní, protože nevznikají žádné klinické příznaky. Antimalarika vykazují značnou fázovou selektivitu (viz obrázek 1). Léčba malárie založená na přírodní produkty, polosyntetické a syntetické sloučeniny vyvíjené od 40. let 20. století.13 Stávající antimalarika spadají do tří širokých kategorií: chinolinové deriváty, antifoláty a deriváty artemisininu. Dosud nebyl objeven ani vyroben jediný lék, který by dokázal vymýtit všechny druhy parazitů malárie. Proto, aby byly účinné proti infekci malárie, jsou kombinace léků často podávány současně. Chinolin je nejrozšířenějším antimalarikem pro léčbu malárie. Chinin, alkaloid izolovaný z kůry mochyně, byl prvním používaným antimalarikem. k léčbě nemocí v 17. století. Od poloviny 19. století do 40. let 20. stoletídevět bylo standardní léčbou malárie.14 Kromě toxicity omezil terapeutické použití chininu výskyt kmenů P. falciparum odolných vůči lékům. Nicméně chinin se stále používá k léčbě těžké malárie, nejčastěji v kombinaci s druhý lék ke zkrácení doby léčby a minimalizaci vedlejších účinků.15,16
Obrázek 1 Životní cyklus Plasmodium u lidí. Stádia a formy parazitů, ve kterých působí různé typy antimalarických léků.
V roce 1925 němečtí výzkumníci objevili první syntetické antimalarikum, pamaquin, úpravou methylenové modři. Pamaquin má omezenou účinnost a toxicitu a nelze jej použít k léčbě malárie. Pamaquin však poskytuje sloučeniny olova pro vývoj lepších antimalarických léků. Mepakrin (chinakrin) je další derivát methylenové modři používaný k léčbě malárie během druhé světové války.17
Chlorochin byl vyvinut během druhé světové války k léčbě malárie. Chlorochin je lékem volby pro léčbu malárie díky své účinnosti, bezpečnosti a nízké ceně. Jeho iracionální použití však brzy vedlo ke vzniku druhů P. falciparum rezistentních na chlorochin. 18 Primaquin se terapeuticky používá k léčbě relapsu Plasmodium vivax způsobeného hypnózou. Primaquin je silný gameticid proti Plasmodium falciparum. Primaquin způsobuje hemolytickou anémii u pacientů s deficitem glukózo-6-fosfátdehydrogenázy (G6PD). Tato hemolýza zvyšuje potřebu nových léků -P.Denní činnost.19
Byly syntetizovány nové chinolinové deriváty, což vedlo k novým lékům, jako je piperachin a amodiaquin. Po objevení se rezistence na chlorochin vykazoval amodiaquin, fenylem substituovaný analog chlorochinu, vynikající účinnost proti kmenům Plasmodium falciparum rezistentním na chlorochin.20 Pyrronadrin je mannich základní antimalarikum vyvinutý v Číně v roce 1970. Je účinný proti kmenům P. falciparum, P. vivax, P. malaria a P. ovale odolným vůči lékům. Pyronadrin je nyní dostupný jako ACT s artesunátem, který prokázal vynikající účinnost proti všem paraziti malárie.21 Meflochin byl vyvinut v polovině 80. let 20. století a v současnosti je doporučován pro chemoprevenci malárie způsobené všemi druhy, včetně kmenů rezistentních na chlorochin. Jeho použití je však spojeno s některými vedlejšími účinky a lékovou rezistencí.22 Léky odvozené od chinolinu působí primárně na krevní stadium parazita, ale některá antimalarika působí na jaterní stadium. Tyto léky inhibují tím, že tvoří komplex s hemem v potravních vakuolách parazita. Polymerizace hemu je proto zablokována. V důsledku toho se hem uvolněný při rozpadu hemoglobinu hromadí na toxické úrovně a zabíjí parazita toxickým odpadem.
Antifoláty jsou antimalarika, která inhibují syntézu kyseliny listové, která je nezbytná pro syntézu nukleotidů a aminokyselin. Antifoláty blokují jaderné dělení druhů Plasmodium během schizontové fáze v erytrocytech a hepatocytech. Sulfadoxin má podobnou strukturu jako kyselina para-aminobenzoová (PABA), složka kyseliny listové. Inhibují syntézu dihydrofolátu inhibicí dihydrofolát syntázy, klíčového enzymu v biosyntéze nukleových kyselin.
Pyrimethamin a proguanil jsou schizontní antimalarika, která působí na asexuální formu druhu Plasmodium. Tyto léky inhibují enzym dihydrofolát reduktázu (DHFR), který inhibuje redukci dihydrofolátu na tetrahydrofolát, který je nezbytný pro biosyntézu aminokyselin a nukleových kyselin. Proguanil je proléčivo metabolizované na cyklický guanidin. Proguanil byl první antifolátový lék používaný při léčbě malárie. Důvodem je, že ničí červené krvinky dříve, než je parazit napadne během jejich vstupu do krevního řečiště. Proguanil je také bezpečný lék.Pyrimethamin se používá hlavně s jinými rychle působícími léky.Jeho užívání se však snížilo kvůli lékové rezistenci.24,25
Atovachon je první schválený antimalarikum zaměřený na mitochondrie parazita Plasmodium. Atovachon inhibuje transport elektronů tím, že působí jako analog ubichinonu k blokování části cytochromu b komplexu cytochromu bc1. V kombinaci s proguanilem je atovachon bezpečný a účinný pro těhotné ženy. a dětí. Atovaquone je účinný proti sexuálnímu stadiu parazita hostitele a komára. Inhibuje tak přenos malárie z komárů na člověka. Fixní kombinace s proguanilem vyvinutá pod obchodním názvem Malarone.24,26
Artemisinin byl extrahován z Artemisia annua v roce 1972. Artemisinin a jeho deriváty včetně artemetheru, dihydroartemisininu, artemetheru a artesunátu mají široké spektrum aktivity. Artemisinin inhibuje všechna stadia parazitů v červených krvinkách, zejména v raných fázích jejich vývoje. Inhibuje také přenos gametocytů od lidí po komáry.27 Artemisinin a jeho deriváty jsou účinné proti kmenům rezistentním na chlorochin a meflochin. Jsou to bezpečné, účinné a rychle působící krevní schizonty proti všem druhům Plasmodium. Artemisinin však nevyřešil jaterní latenci parazit. Tyto léky mají krátký poločas rozpadu a špatnou biologickou dostupnost, což vede k lékové rezistenci, což je činí neúčinnými jako monoterapie. Proto se deriváty artemisininu doporučují v kombinaci s jinými antimalariky.28
Antimalarický účinek artemisininu může být způsoben tvorbou volných radikálů, které jsou důsledkem štěpení endoperoxidových můstků artemisininu v potravních vezikulách parazita, čímž inhibuje parazitní kalcium ATPázu a proteazom.29,30 Artemether se používá jako monoterapie.Rychlá orální absorpce.Biologická dostupnost Jakmile se artemether dostane do systémové cirkulace, hydrolyzuje se na dihydroartemisinin ve střevě a játrech.
Artesunate je semisyntetický derivát díky svému rychlému antimalarickému účinku, nedostatku významné lékové rezistence a větší rozpustnosti ve vodě. Doporučuje se jako lék první volby při těžké malárii.31
Tetracykliny a makrolidy jsou pomalu působící antimalarika používaná jako doplňková terapie k chininu u malárie falciparum. Doxycyklin se také používá k chemoprofylaxi v oblastech s vysokou rezistencí.32 Současnou strategií používanou v boji proti rezistenci na antimalarika je terapeutické použití kombinací léků. strategie byla v minulosti používána pomocí fixních kombinací. WHO doporučuje kombinovanou terapii založenou na artemisininu (ACT) jako léčbu první volby u nekomplikované malárie falciparum. Důvodem je, že kombinace léků snižuje rezistenci na léky a vedlejší účinky.33
ACT obsahuje silnou artemisininovou složku, která rychle odstraňuje parazity, a dlouhodobě působící léčivo, které eliminuje reziduální parazity a snižuje artemisininovou rezistenci. ACT doporučené WHO jsou artesunát/amodiachin, artemether/benzfluorenol, artesunát/meflochin, artesunát/pyrrolidin/dihydroartemis piperaquin, artesunate/sulfadoxin/pyrimethamin, artemether/piperaquin a artemisinin/piperaquin/primaquin. účinky a je kontraindikován u dětí a těhotných žen34.
Meflochin, atovachon/proguanil nebo doxycyklin se doporučují v režimech chemoprevence pro cestovatele z neendemických do endemických oblastí.35 Doporučuje se intermitentní preventivní léčba u vysoce rizikových skupin, včetně sulfadoxinu/pyrimethaminu během těhotenství a amodiachin/sulfadoxin-pyrimethamin jako sezónní chemoprevence .36 Halofantrin není vhodný pro terapeutické použití pro svou kardiotoxicitu.Dapson, mepalylin, amodiaquin a sulfonamidy byly staženy z terapeutického použití pro jejich vedlejší účinky.36,37 Některá známá antimalarika a jejich nežádoucí účinky jsou uvedeny v tab. 1.
V současnosti dostupná antimalarika jsou založena na rozdílech v hlavních metabolických drahách mezi druhy Plasmodium a jejich hostiteli. Hlavní metabolické cesty parazita, včetně detoxikace hemu, syntézy mastných kyselin, syntézy nukleových kyselin, syntézy mastných kyselin a oxidačního stresu, jsou některé z nových místa pro návrh léku.38,39 Přestože se většina antimalarických léků používá již několik let, jejich použití je v současné době omezeno kvůli lékové rezistenci.Podle literatury nebyla nalezena žádná antimalarika, která by inhibovala známé cíle léků.7,40 V na rozdíl od toho je většina antimalarických léků objevena v modelových studiích na zvířatech in vivo nebo in vitro. Proto zůstává způsob účinku většiny antimalarických léků nejistý. Kromě toho jsou mechanismy rezistence na většinu antimalarických léků nejasné.39
Kontrola malárie vyžaduje koordinované strategie, jako je kontrola vektorů, účinná a bezpečná antimalarika a účinné vakcíny. Vzhledem k vysoké úmrtnosti a nemocnosti malárie, mimořádným událostem a šíření lékové rezistence je neúčinnost stávajících antimalarických léků proti neerytrocytárním a sexuálním stadiím , identifikace nových antimalarických léků pochopením základních metabolických cest malárie.Léky proti malárii jsou zásadní.paraziti. K dosažení tohoto cíle by se měl výzkum léků zaměřit na nové, ověřené cíle k izolaci nových sloučenin olova.39,41
Existuje několik důvodů pro potřebu identifikace nových metabolických cílů. Za prvé, s výjimkou atovachonu a léků odvozených z artemisininu, většina antimalarických léků není chemicky různorodá, což může vést ke zkřížené rezistenci. Za druhé, kvůli široké škále domnělé chemoterapeutické cíle, mnoho z nich musí být ještě ověřeno. Pokud bude ověřeno, může přinést některé sloučeniny, které jsou účinné a bezpečné. Identifikace nových cílů léků a návrh nových sloučenin, které působí na nové cíle, jsou dnes široce používány po celém světě k řešení problémy plynoucí ze vzniku rezistence vůči existujícím lékům.40,41 Studium nových cílových proteinově specifických inhibitorů Plasmodium bylo proto použito pro identifikaci cíle léku. Od odhalení genomu P. falciparum se objevilo několik nových cílů pro lék Tyto potenciální antimalarika se zaměřují na biosyntézu klíčových metabolitů, membránové transportní a signalizační systémy a procesy degradace hemoglobinu.40,42
Plasmodium proteáza je všudypřítomný katalytický a regulační enzym, který hraje klíčovou roli v přežití prvokových parazitů a nemocí, které způsobují. Katalyzuje hydrolýzu peptidových vazeb.43 Mezi role proteáz v patogenezi onemocnění malárie patří průnik do buněk/tkáň, imunitní únik, aktivace zánětu, invaze erytrocytů, rozpad hemoglobinu a dalších proteinů, autofagie a vývoj parazitů.44
Proteázy malárie (kyselina glutamová asparagová, cystein, kov, serin a threonin) jsou slibnými terapeutickými cíli, protože narušení genu proteázy malárie inhibuje degradaci hemoglobinu a stádium erytrocytů parazita.vývoj.45
Rozpad erytrocytů a následná invaze merozoitů vyžaduje proteázy malárie. Syntetický peptid (GlcA-Val-Leu-Gly-Lys-NHC2H5) inhibuje Plasmodium falciparum schizont cysteinovou proteázu Pf 68. Inhibuje vývoj erytrocytů a parazitů ve vazi. naznačuje, že proteázy hrají klíčovou roli při invazi parazita do červených krvinek. Proteázy jsou proto slibným cílem pro vývoj antimalarických léků.46
V potravinových vakuolách Plasmodium falciparum bylo izolováno několik aspartátových proteáz (plazmatické proteázy I, II, III, IV) a cysteinové proteázy (falcipain-1, falcipain-2/, falcipain-3), které se používají k degradaci hemoglobinu, jak je znázorněno na obrázku 2.
Inkubace kultivovaných parazitů P. falciparum s inhibitory proteázy leupeptinem a E-64 vedla k akumulaci nedegradovaného globinu. Leupeptin inhibuje cystein a některé serinové proteázy, ale E-64 specificky inhibuje cysteinové proteázy.47,48 Po inkubaci u parazitů s inhibitorem aspartátové proteázy pepstatinem se globin neakumuloval. Několik studií ukázalo, že inhibitory cystatinu nejen inhibují degradaci globinu, ale také inhibují rané kroky rozkladu hemoglobinu, jako je denaturace hemoglobinu, uvolňování hemu z globinu a produkce hemu 49 Tyto výsledky naznačují, že pro počáteční fázi jsou nutné cysteinové proteázy. Kroky v degradaci hemoglobinu pomocí Plasmodium falciparum. Jak E-64, tak pepstatin synergicky blokují vývoj P. falciparum. Pouze E-64 však blokoval hydrolýzu globinu. 48,49 Několik inhibitorů cysteinové proteázy, jako je fluoromethylketon a vinylsulfon, inhibuje růst P. falciparum a hemoglobin degraNa zvířecím modelu malárie inhibuje fluoromethylketon aktivitu proteázy P. vinckei a léčí 80 % infekcí myší malárie. Inhibitory proteázy jsou proto slibnými kandidáty na antimalarika. Následná práce identifikovala biologicky aktivní inhibitory falcipainu, včetně chalkonu a fenothiazinu, které blokují metabolismus a vývoj parazitů.50
Serinové proteázy se účastní ruptury schizont a reinvaze erytrocytů během životního cyklu Plasmodium falciparum. Může být blokován několika inhibitory serinových proteáz a je nejlepší volbou, protože není k dispozici žádný homolog lidského enzymu. Inhibitor proteázy LK3 izolovaný ze Streptomyces sp.degraduje serinovou proteázu malárie.51 Kyselina maslinová je přírodní pentacyklický triterpenoid, který inhibuje dozrávání parazitů od stádia kruhu do stádia schizonta, čímž ukončuje uvolňování merozoitů a jejich invazi. Řada silných 2-pyrimidinnitrilových inhibicí falcipainu -2 a falcipain-3,52 statiny a inhibice plazmatických proteáz inhibitory na bázi allofenostatinu zabraňují degradaci hemoglobinu a zabíjejí parazity. K dispozici je několik blokátorů cysteinové proteázy, včetně Epoxomicinu, lactacystinu, MG132, WEHI-842, WEHI-916 a WEHI-916 .
Fosfoinositid lipidkinázy (PIK) jsou všudypřítomné enzymy, které fosforylují lipidy za účelem regulace proliferace, přežití, přenosu a intracelulární signalizace. Nejrozšířenějšími třídami PIK u 53 parazitů jsou fosfoinositid 3-kináza (PI3K) a fosfatidylinositol 4-kináza (PI4K-kináza). Inhibice těchto enzymů byla identifikována jako potenciální cíl pro vývoj antimalarických léků s požadovanými profily aktivity pro prevenci, léčbu a eliminaci malárie.54 UCT943, imidazopyrazin (KAF156) a aminopyridiny jsou novou třídou antimalarických sloučenin, které cílí na PI. (4)K a inhibují intracelulární vývoj mnoha druhů Plasmodium v každém stadiu infekce hostitele. Proto cílení (PI3K) a PI(4)K mohou otevřít nové cesty založené na cíleném objevu léků k identifikaci nových antimalarických léků. KAF156 je v současnosti ve fázi II klinických studií.55,56 MMV048 je sloučenina s dobrou profylaktickou aktivitou in vivo proti P. cynomolgi a potenciálemje lék blokující přenos. MMV048 v současné době prochází klinickými zkouškami fáze IIa v Etiopii.11
Pro rychlý růst v infikovaných červených krvinkách vyžadují druhy Plasmodium dostatečné množství substrátů k usnadnění jejich energického metabolismu. Parazité tak připravují erytrocyty hostitele indukcí specializovaných transportérů, které se významně liší od transportérů hostitelských buněk v příjmu a odstraňování metabolitů. Proto transportéry jako nosné proteiny a kanály jsou potenciálními cíli, protože mají důležitou roli při transportu metabolitů, elektrolytů a živin.57 Jedná se o povrchový aniontový kanál Plasmodium (PSAC) a parazitickou vakuolární membránu (PVM), které zajišťují kontinuální difúzní cestu pro živiny. do intracelulárního parazita.58
PSAC je nejslibnějším cílem, protože se nachází v různých typech živin (hypoxanthin, cystein, glutamin, glutamát, isoleucin, methionin, prolin, tyrosin, kyselina pantotenová a cholin), aby získal klíčové role u intracelulárních parazitů. PSAC nemají jasnou homologii na známé geny hostitelského kanálu.58,59 Phloridizin, dantrolen, furosemid a niflunomid jsou silné blokátory aniontových transportérů. Léky jako glyburid, meglitinid a tolbutamid inhibují příliv cholinu do červených krvinek infikovaných parazity.60,61
Krevní forma Plasmodium falciparum se při výrobě energie téměř výhradně spoléhá na glykolýzu, bez ukládání energie;spoléhá na konstantní příjem glukózy. Parazit přeměňuje pyruvát na laktát za vzniku ATP, který je nezbytný pro replikaci uvnitř červených krvinek.62 Glukóza je nejprve transportována do parazitizovaných erytrocytů kombinací glukózového transportéru hostitelské buňky, GLUT1, v membránu erytrocytů a parazitem indukovanou „novou permeační dráhu“.63 Glukóza je transportována do parazitů transportérem hexózy Plasmodium falciparum (PFHT). PFHT má některé typické vlastnosti transportéru cukru. GLUT1 je selektivní pro D-glukózu, zatímco PFHT transport D-glukóza a D-fruktóza. Rozdíly v interakcích GLUT1 a PFHT se substráty tedy naznačují, že selektivní inhibice PFHT je slibným novým cílem pro vývoj nových antimalarických léků.64 Derivát O-3-hexózy s dlouhým řetězcem (sloučenina 3361) inhibuje vychytávání glukózy a fruktózy PFHT, ale neinhibuje transport hexózy hlavními savčími transportéry glukózy a fruktózy (GLUT1 a 5). Sloučenina 3361 také inhibovala vychytávání glukózy P. vivax PFHT. V předchozích studiích sloučenina 3361 zabila P. falciparum v kultuře a snížila reprodukci P. berghei na myších modelech.65
Rozdělení krevních skupin na plazmodium je pro růst a vývoj do značné míry závislé na anaerobní glykolýze.60 Parazitem infikované červené krvinky absorbují glukózu 100krát rychleji než neinfikované červené krvinky. Parazit metabolizuje glukózu prostřednictvím glykolýzy na laktát, který je exportován z parazita prostřednictvím laktátu: mechanismus H+ symporteru do vnějšího prostředí.66 Export laktátu a příjem glukózy jsou rozhodující pro udržení energetických požadavků, intracelulárního pH a osmotickou stabilitu parazita.Inhibice laktátového:H+ symporterového systému je slibným novým cílem pro vývoj nových léků. Několik sloučenin, jako je MMV007839 a MMV000972, zabíjí parazity P. falciparum v krevním stádiu inhibicí laktátu:H+ transportéru.67
Stejně jako ostatní typy buněk si červené krvinky udržují nízkou vnitřní hladinu Na+. Parazité však zvyšují propustnost membrány erytrocytů a usnadňují vstup Na+, což vede ke zvýšení koncentrace cytoplazmatického Na+ v erytrocytech na úroveň extracelulárního média. se nacházejí v prostředí s vysokým obsahem Na+ a musí vytlačit ionty Na+ ze své plazmatické membrány, aby udržely nízké hladiny Na+ v cytoplazmě, aby přežily navzdory jejich přítomnosti v intracelulárních místech. V tomto případě je přítok Na+ k parazitovi regulován pomocí ATPázy typu P transportér (PfATP4), který působí jako primární mechanismus Na+-efluxní pumpy parazita, jak je znázorněno na obrázku 3.68, inhibuje tento transportér. To povede ke zvýšení množství Na+ uvnitř parazita, což nakonec povede ke smrti parazit malárie. Několik sloučenin, včetně sipagaminu ve fázi 2, (+)-SJ733 ve fázi 1 a KAE609 ve fázi 2, má mechanismus účinku, který se zaměřuje na PfATP4.67,69
Obrázek 3. Navrhovaný mechanismus parazitem indukované PfATP4 a H+-ATPázy typu V při smrti infikovaných erytrocytů po inhibici cipargaminu.
Druhy Plasmodium kontrolují své hladiny Na+ pomocí transportéru ATPázy typu P. Podobnou cestou také importuje H+. K regulaci zvyšující se koncentrace H+ a udržení intracelulárního pH 7,3 využívá parazit malárie komplementární transportér ATPázy typu V. vypudit H+.Vývoj nového léku je slibný cíl.MMV253 inhibuje H+ ATPázu typu V jako svůj mechanismus účinku selekcí mutací a sekvenováním celého genomu.70,71
Aquaporin-3 (AQP3) je protein aquaglycerolového kanálu, který usnadňuje pohyb vody a glycerolu v savčích buňkách. AQP3 je indukován v lidských hepatocytech jako odpověď na infekci parazity a má důležitou roli při replikaci parazitů. AQP3 poskytuje přístup ke glycerolu do P . berghei a usnadňuje replikaci parazita ve stadiu asexuálních erytrocytů.72 Genetická deplece AQP3 významně potlačila zátěž parazity v jaterním stadiu P. berghei. Dále léčba inhibitorem AQP3 auphen snížila zátěž parazitem P. berghei v hepatocytech a P. berghei. falciparum parasitemia v erytrocytech, což naznačuje, že hostitelské proteiny hrají kritickou roli v různých životních fázích parazita.73 Nejzajímavější je, že narušení AQP3 u genetických myší není smrtelné, což naznačuje, že hostitelský protein má potenciální nový terapeutický cíl. pochopení jaterních procesů hostitele ovlivněných infekcí Plasmodium a zdůrazňuje potenciál těchto proces jako budoucí antimalarika.71,72
Fosfolipidy hrají klíčovou roli v životním cyklu intraerytrocytů Plasmodium falciparum, a to jak jako strukturální složky membrán, tak jako regulační molekuly, které regulují aktivity různých enzymů. Tyto molekuly jsou nezbytné pro reprodukci parazitů uvnitř červených krvinek. Po invazi erytrocytů hladiny fosfolipidů se zvyšují, z nichž fosfatidylcholin je hlavním lipidem ve složkách jejich buněčné membrány. Paraziti syntetizují fosfatidylcholin de novo pomocí cholinu jako prekurzoru. Tato cesta de novo je kritická pro růst a přežití parazitů. Inhibuje transport cholinu do parazitů a inhibuje biosyntézu fosfatidylcholinu, což má za následek smrt parazita.74 Albitiazolium, lék, který vstoupil do fáze II studií, působí primárně tak, že inhibuje transport cholinu do parazita.Albitiazolium se hromadí až 1000krát v Plasmodiu a inhibuje růst parazitů bez recidivy.Je účinné při drsných Pozoruhodné je, že jediná injekce vytvrdila vysokou púrovně arasitemie.75,76
Fosfocholin cytidyltransferáza je rychlost omezující krok v de novo biosyntéze fosfatidylcholinu.77 Dikvartérní amoniová sloučenina G25 a dikační sloučenina T3 inhibují syntézu fosfatidylcholinu u parazitů. G25 je 1000krát méně toxický pro savčí buněčné linie. Tyto léky jsou klíčovými buněčnými liniemi. sloučenin při objevování a vývoji antimalarických léků.78,79
Klíčovým krokem v šíření druhů Plasmodium v lidských hostitelích je rozsáhlé a rychlé dělení DNA parazita, které závisí na dostupnosti esenciálních metabolitů, jako jsou pyrimidiny. V Plasmodium hrají pyrimidinové nukleotidy rozhodující roli při syntéze DNA, fosfolipidů a glykoproteiny. Syntéza nukleotidů probíhá dvěma hlavními cestami: záchrannou cestou a de novo cestou. Dihydroorotát dehydrogenáza (DHODH) je důležitý enzym, který katalyzuje oxidaci dihydroorotátu na orotát, krok omezující rychlost v de novo syntéze pyrimidinu. Proto DHODH představuje potenciálně slibný cíl pro vývoj antimalarických léků.80 Lidské buňky získávají pyrimidiny záchranou již vytvořených pyrimidinů nebo syntézou de novo. Pokud je de novo biosyntetická cesta inhibována, buňka se bude spoléhat na záchrannou cestu a buňka nezemře. Inhibice de novo biosyntézy pyrimidinu u parazitů však vede ke smrti těchto buněk, protožeParazit malárie postrádá pyrimidinovou záchrannou dráhu, díky čemuž je parazit náchylný k inhibici pomocí DHODH.81 DSM190 a DSM265 jsou selektivními inhibitory parazitního enzymu DHODH, který je v současné době ve fázi 2 klinických studií. P218 je inhibitor DHODH účinný proti všem pyrimethaminovým rezistentní kmeny aktuálně ve fázi 1. KAF156 (Ganaplacid) je v současné době ve fázi 2b klinické studie s fenylfluorenolem.82
Isoprenoidy jsou nutné pro posttranslační lipidovou modifikaci proteinů a nepohlavní replikaci Plasmodium falciparum. Isoprenoidy jsou syntetizovány z pětiuhlíkového prekurzoru isopentyldifosfátu (IPP) nebo jeho izomeru, dimethylallyldifosfátu (DMAPP), jednou ze dvou nezávislých cest. Mevalonát a 2C-methyl-D-erythritol 4-fosfát (MEP) dráha. U většiny mikroorganismů se tyto dvě dráhy vzájemně vylučují. Bakterie a Plasmodium falciparum jsou na dráze MEP zcela závislé, zatímco lidé nikoli. Dráha MEP je zkoumána jako potenciální nové terapeutické cíle. Plasmodium falciparum 1-deoxy-xylulóza-5-fosfát reduktoizomeráza (pfDxr) katalyzuje krok omezující rychlost v dráze MEP, díky čemuž je tento parazitní enzym slibným cílem pro vývoj nových antimalarických léků .83,84 Inhibitory PfDXR inhibují Plasmodium falciparum. Plasmodium falciparum roste a je netoxický pro lidské buňky. PfDXR je potenciálním novým cílem vvývoj antimalarických léků.83 Fosmidomycin, MMV019313 a MMV008138 inhibují DOXP reduktoizomerázu, klíčový enzym dráhy DOXP, který u lidí chybí. Protože inhibice prenylace proteinu v Plasmodiu narušuje růst asexuálních parazitů, jedná se o potenciální antimalarický cíl.85
Prenylované proteiny hrají klíčovou roli v řadě buněčných procesů včetně přenosu vezikul, přenosu signálu, regulace replikace DNA a buněčného dělení. Tato posttranslační modifikace usnadňuje vazbu intracelulárních proteinů na membrány a usnadňuje interakce protein-protein. Farnesyltransferáza katalyzuje přenos farnesylové skupiny, 15-uhlíkové isoprenoidní lipidové jednotky, z farnesylpyrofosfátu na C-konec proteinů obsahujících motiv CaaX. Farnesyltransferáza je slibným novým cílem pro vývoj antimalarických léků, protože její inhibice zabíjí parazita.86
Dříve evoluce rezistence vůči parazitům inhibitorem farnesyltransferázy BMS-388,891 tetrahydrochinolinem vykazovala mutace v proteinu peptidové domény vázající substrát. Při selekci dalšího tetrahydrochinolinu s BMS-339,941 byla nalezena mutace ve vazebné kapse farnesylpyrofosfátu .V jiné studii byly nalezeny mutace v beta podjednotce farnesyltransferázy MMV019066-rezistentního kmene P. falciparum. Modelové studie ukázaly, že mutace narušuje klíčové místo interakce malé molekuly s aktivním místem farnesylace, což má za následek rezistenci vůči léčivu .87
Jedním ze slibných cílů pro vývoj nových léků je blokovat ribozom P. falciparum, stejně jako další části translačního aparátu odpovědného za syntézu proteinů. Druhy Plasmodium mají tři genomy: jádro, mitochondrie a akroplasty (ze zbytkových chloroplastů). Všechny genomy vyžadují translační aparát, aby fungovaly. Inhibitory syntézy proteinů mají významný klinický úspěch jako účinná antibiotika. Doxycyklin, klindamycin a azithromycin mají antimalarické terapeutické využití, protože inhibují ribozomy v mitochondriích parazita a aplastoplastech, čímž tyto organely znefunkční.88 Zajímavé je, že Ribozom P. falciparum zaujímá evoluční střed mezi prokaryoty a eukaryoty, čímž se výrazně odlišuje od lidského ribozomu a poskytuje tak důležitý slibný nový cíl. Plasmodium falciparum elongační faktor 2 (pfEF2) je složkou ribozomu, která katalyzuje translokaci závislou na GTP ribozomů podél nepořádkuenger RNA a je nezbytný pro syntézu proteinů u eukaryot. PfEF2 byl izolován jako nový cíl pro vývoj antimalarických léků.87,89
Inhibice syntézy proteinů Objevte sordarin, přírodní produkt, který selektivně blokuje syntézu plísňových proteinů inhibicí kvasinkového eukaryotického elongačního faktoru 2. Podobně M5717 (dříve DDD107498), selektivní inhibitor PfEF2 interagujícího s ribozomem 80S, je v současné době ve fázi 1 studií, potvrzujících potenciál PfEF2 jako účinného cíle pro antimalarika.88,90
Hlavními rysy těžké malárie jsou sekvestrace erytrocytů infikovaných parazity, zánět a zablokování mikrovaskulatury. Plasmodium falciparum používá heparan sulfát, protože se váže na endotel a další krevní buňky, což způsobuje obstrukci průtoku krve. Inhibice těchto abnormálních buněk a patogenů -lékové interakce obnovuje zablokovaný průtok krve a ovlivňuje růst parazitů.91
Několik studií ukázalo, že sevuparin, antiadhezivní polysacharid vyrobený z heparinu, má účinky eliminující antitrombin. Sevuparin inhibuje invazi merozoitů do erytrocytů, vazbu infikovaných erytrocytů na neinfikované a infikované erytrocyty a vazbu na vaskulární endoteliální buňky. k N-terminální extracelulární struktuře vázající heparansulfát membránového proteinu erytrocytů Plasmodium falciparum 1, Duffy-binding-like domain 1α (DBL1α), a je považován za důležitý faktor při sekvestraci infikovaných erytrocytů.92,93 Některá tabulka 2 shrnuje klinické studie v různých fázích.
Čas odeslání: 24. března 2022